磁流变减振器多场耦合仿真分析

研究了磁流变减振器电磁-流和流-固耦合的建模方法及求解方法。基于电磁-流和流-固耦合有限元方法,利用Adina软件建立高精度的流-电磁有限元网格模型和固体有限元网格模型,并在Adina软件后处理中进行求解分析,分别得到了磁流变减振器非控状态和通电状态的阻尼力-速度特性、示功特性、磁场分布特性、核心区域流场压力场和速度场特性。仿真结果表明:在高速磁流变液的冲击下,核心区域流场压力场变化明显;根据磁场分布特性,说明设计的单筒磁流变减振器结构能增大阻尼力调节范围。在电磁-流和流-固耦合计算中考虑了流体湍流流动,尽量使仿真模型与物理模型保持一致,试验结果与仿真结果吻合较好。     

单筒磁流变减振器散热性能研究

磁流变减振器是通过消耗机械能来实现减振的装置,在工作过程中由于能量的转化导致其自身温度不断变化,温度升高导致了减振器的阻尼性能下降。针对磁流变减振器的这一现象,分析了温度变化对磁流变液粘度及阻尼特性的影响;基于磁流变减振器温度变化的理论模型,提出基于散热因素的磁流变减振器的结构参数设计要求;并对某商品磁流变减振器进行了台架试验。研究表明,磁流变减振器工作过程中自身温度的升高使流变液粘度下降,进而导致阻尼力下降。阻尼力下降的幅值和比例取决于减振器的工作电流和温差大小。     

汽车磁流变半主动悬架系统设计与试验

为了提高汽车的平顺性和行驶稳定性,设计了一种安装双出杆式磁流变减振器的汽车半主动悬架系统。在分析传统的磁流变减振器力学模型的基础上,提出了一种改进的磁流变减振器多项式模型,建立了基于磁流变减振器的半主动悬架系统动力学模型;设计了磁流变减振器物理样机,进行了磁流变减振器的力学特性试验,获得该磁流变减振器的示功特性和速度特性曲线,并利用试验结果进行了模型参数识别与模型验证。考虑时滞对悬架系统的影响,计算了该磁流变半主动悬架的临界时滞,采用Smith预估时滞补偿控制策略,设计了磁流变半主动悬架模糊时滞控制器;利用Matlab软件进行了磁流变半主动悬架时滞补偿控制仿真对比分析;研制了汽车半主动悬架测试系统,开展了磁流变半主动悬架控制台架试验。仿真与试验结果表明,所研制的磁流变减振器耗能效果良好,控制灵敏;试验建模所获得的改进型磁流变减振器多项式力学模型是正确的。与被动悬架相比,在正弦激励和随机路面谱输入下磁流变半主动悬架的簧载质量加速度下降30%左右,减振效果明显。     

一种磁流变减振器的设计与试验

对摩托车磁流变减振器中的磁流变液在挤压和剪切两种工作模式下的阻尼力进行了理论分析和计算,设计出一种可控阻尼力的摩托车磁流变前减振器,并计算了其磁回路的磁阻;通过样品试验,验证了理论分析计算方法和磁流变结构设计的有效性。     

温度效应下磁流变阻尼器动力学仿真建模与试验

为了精确预测磁流变阻尼器在温度效应下的动力学性能规律,提出一种参数化的仿真建模方法。采用磁流变液试验实测数据拟合方法,建立粘温特性相关非线性物理参数方程;基于Bingham力学模型及对温度效应的影响分析,运用ANSYS软件编译UDF程序、设置模型参数进行参数化仿真建模,以Fluent模块求解粘滞阻尼力,以Emag模块求解库伦阻尼力。搭建温度效应下磁流变阻尼器力学试验平台,并通过试验对仿真模型进行修正、对比与验证,讨论不同温度对阻尼力、能量耗散的变化规律。结果表明,温度效应主要影响粘滞阻尼力,仿真结果与试验实测值高度吻合;不同温度和电流下阻尼器的能量耗散与温度成反比,与库伦阻尼力成正比。仿真建模方法可预测分析输出阻尼力特征,以对磁流变阻尼器进行结构设计和参数优化。     

内置电磁阀式阻尼连续可调减振器设计与试验

基于先导溢流阀原理设计了一种内置电磁阀式阻尼连续可调减振器,对可调阻尼力进行了理论分析,在Simulink中建立其力学仿真模型;结合减振器试验标准设计可调减振器的试验方案,利用INSTRON-8800型单通道伺服激振台架对可调减振器样件进行试验。试验结果表明,减振器的复原阻尼力调节范围为0~3.72 k N,压缩阻尼力调节范围为0~1.01 k N;并且与仿真结果之间的误差未超过20%,证实了减振器模型的正确性和减振器结构的可行性。通过试验获得的阻尼力与电流关系可为半主动悬架控制器的匹配开发提供数据支撑,为减振器设计提供参考。     

用于车辆悬架的磁流变减振器研究动态

出于提高车辆悬架性能的目的,国内外对主动、半主动悬架相关技术展开了深入研究,磁流变减振器因为具有能耗低、响应快、可控性好等特点而受到特别关注。对磁流变减振器的设计需要在深入研究其工作模式和力学模型的基础上,探讨减振器内部磁场和流场分布规律,研究结构参数对阻尼力的影响以及磁路结构的优化设计。对于目前存在的响应滞后、高温衰退等问题有待深入研究。磁流变减振器的开发要和悬架系统参数设计结合起来,与系统实现完好匹配才能开发出能显著提高车辆悬架性能的磁流变减振器。     

磁流变减振器设计中若干关键问题探讨

磁流变减振器具有体积小、阻尼力大、动态范围广、频响高等优点,应用于车辆悬架减振上,可以很好地满足悬架主动、半主动减振性能的需求。本文主要从磁流变液的特性、励磁材料的选择、磁路工作点的确定以及磁路级数的选择等方面对磁流变减振器设计中需要注意的几个关键问题进行了详细论述,主要分析了励磁材料选择应遵循的原则以及软磁材料工作点的确定方法,为磁流变减振器的设计与应用提供了理论依据。     

电磁阻尼减振器

磁流变阻尼技术在车辆振动控制方面具有诸多的优越性,本文借助磁流变阻尼技术的特性,从基础电磁感应原理研究电磁阻尼减振器的相关参数。通过线圈感应电流产生的电磁力作为减振器的阻尼力,推导出阻尼系数表达式。通过数学计算得出该减振器的阻尼参数,说明了该减振器应用的可行性。     

磁流变减振器的模糊控制及实验研究

基于磁流变减振器的振动响应信号,将模糊控制方法应用于磁流变减振器的控制。实验结果表明,模糊控制器能有效地调节磁流变减振器在复原行程和压缩行程中的阻尼力,控制效果明显。     

单出杆汽车磁流变减振器设计与试

在分析磁流变减振器工作模式基础上,结合汽车减振器的工作要求,分别完成了混合模式和流动模式磁流变减振器的结构设计,建立了两种模式下的数学模型并进行了相关的仿真研究,设计出了产品并进行了试验研究.比较分析发现,二者阻尼力在低速时差异不大,但是在高速时差异较大.从工程实现和控制角度看,混合工作模式可以减少阻尼孔的堵塞并具有较大的可控倍数,其性能要明显优于流动模式减振器.通过试验证明,建立的模型、提出的设计思路和方法符合工程要求.     

三工作面旋转式磁流变阻尼器设计与实验

设计了一种具有3个工作面新型结构的旋转式磁流变阻尼器,转子2个端面和圆柱面均为工作面,在不增大转子体积的情况下,有效增加了转子工作面积。基于磁流变液与磁芯材料特性,对阻尼器进行了磁路设计,获得了阻尼器的相关机械参数与电气参数。针对阻尼器结构特点,应用有限元法,建立了磁流变阻尼器的有限元模型,并对其进行了电磁场分析,得到了阻尼器模型的电磁场物理量。结合有限元分析结果与磁流变液的本构关系,对磁流变阻尼器的力学性能进行了仿真研究。在此基础上,研制了磁流变阻尼器及其力学性能测试系统,对阻尼器的力学性能进行了实验研究,得到了阻尼器的力矩-转速力学特性以及屈服力矩-电流力学特性。     

基于电磁阀减振器的1/4车辆半主动悬架非线性控制

在电磁阀减振器力-速度特性试验基础上,针对电磁阀减振器1/4车辆半主动悬架非线性特性和电磁阀减振器可调阻尼力输出饱和特性,提出一种基于输入饱和的滑模控制策略。建立半主动悬架1/4车辆非线性模型和输入简化的悬架参考模型。设计半主动悬架1/4车辆非线性模型滑模控制器,同时考虑电磁阀减振器阻尼力存在的输出饱和特性,设计辅助分析系统,以控制补偿信号对滑模控制器进行饱和补偿。Matlab/Simulink仿真与台架试验结果表明:设计的输入饱和滑模控制器能有效消除电磁阀减振器输出饱和特性影响,使电磁阀减振器半主动悬架车身垂向加速度、悬架动挠度等性能指标很好地跟踪或接近悬架参考模型理想输出,优化电磁阀减振器半主动悬架非线性控制与设计,有效改善车辆乘坐舒适性。     

磁流变减振器滞回特性的改进Bouc-Wen模型

由于现有的磁流变减振器数学模型不能准确描述其特性,因此对大行程磁流变阻尼器进行了动态特性试验。根据测试结果分析激励位移、激励频率和电流变化时,磁流变减振器的弹性、阻尼、电流饱和等基本特征的动态非线性特性。已有的Bouc-Wen模型在低速下滞回环描述不准确,在高速下缺少滞回特性,并且无法表述单出杆减振器中蓄能器造成阻尼力偏置的现象,因此根据试验结果提出一种改进的Bouc-Wen模型,通过试验数据对改进的Bouc-Wen模型进行参数辨识,并重点分析速度-力特性曲线在低速与高速情况下所形成滞环的斜率及宽度,试验数据验证了改进Bouc-Wen模型的正确性。     

磁流变减振器集成式压阻加速度传感器设计与试验

为满足汽车半主动悬架磁流变减振器运行过程中健康状态监测的需求,提高传感系统的可靠性,设计了一种可以测量动态加速度的磁流变减振器外置集成式压阻加速度传感器。根据减振器的工作特性和压阻加速度传感器的特点,提出了减振器集成加速度传感器的概念,确定了集成方式。分析了集成式压阻传感器的设计原则并对芯片进行了结构选型。为保证传感器具有较大的灵敏度以及较好的动态特性,以测试量程为约束条件,采用理论模型推导与有限元仿真结合的方法,确定了芯片的主要尺寸参数,进一步通过理论分析完成了芯片的版图设计。参照设计的加速度传感器参数,进行了订制,在正弦和随机激励下对采用集成加速度传感器的磁流变减振器的单自由度悬架进行了测试与分析,结果证明所设计的加速度传感器具有较好的精度及动态稳定性,能够满足使用要求。     

汽车双筒减振器阀系参数对阻尼特性影响分析

介绍了我国汽车双筒减振器阀系设计的现状,以市场上广泛使用的一种非线性液压阀系为研究对象,结合理论运算和实验数据拟合的曲线,分析了该减振器阀系各种参数对减振器阻尼特性的影响。阐述了一种减振器阀系调试的方法。结果表明,一般的双筒减振器阻尼特性分为3个速度段,低速段可通过调整阀体刻槽大小影响阻尼力,中速段可通过调整弹簧阀片组或调整弹簧影响阻尼力,高速段可通过调整高速阀片影响阻尼力。     

基于磁流变半主动悬架的振动压路机动力学与控制

在对振动压路机和磁流变减振器研究的基础上,应用磁流变减振器对振动压路机进行半主动控制,并对其进行动力学仿真研究.仿真结果表明,采用磁流变减振器进行半主动控制的振动压路机,其减振性能明显改善.     

汽车磁流变半主动悬架系统模糊控制仿真研究

建立了两个自由度1/4车体基于磁流变减振器的半主动悬架系统的数学模型,设计了汽车磁流变半主动悬架系统模糊控制器,通过应用Matlab/Simulink仿真软件包对比仿真,结果表明模糊控制磁流变半主动悬架系统的控制效果明显优于磁流变被动悬架系统,为磁流变半主动悬架在汽车上的应用提供了参考。     

圆盘式磁流变液制动器理论设计与仿真分析

介绍了磁流变液的组成,并且应用Bingham模型对磁流变液的流变特性进行了描述,分析圆盘式磁流变液制动器的工作原理,建立了制动器的力矩计算模型,进一步推导出制动器设计中主要几何参数的理论计算公式。最后在Simulink环境中对圆盘式磁流变液制动器进行了仿真分析,其结果可为进一步合理设计磁流变液制动器提供理论参考。     

外置串联阀式可调阻尼减振器的初步分析

分析了外置串联阀式可调阻尼减振器的基本结构和工作原理;建立了以阻尼阀结构参数为参数的阻尼力-速度特性模型。通过对BJ212减振器改装后的计算结果证明,该模型可以用来指导这种减振器的设计。